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使用 SiC MOSFET：挑戰(zhàn)和設(shè)計建議

2513579 2022-11-25 | pdf | 252.69KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

對于電網(wǎng)轉(zhuǎn)換、電動汽車或家用電器等大功率應(yīng)用，碳化硅 (SiC) MOSFET 與其硅 IGBT 同類產(chǎn)品相比具有許多優(yōu)勢，包括更快的開關(guān)速度、更高的電流密度和更低的導(dǎo)通電阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的問題清單，包括耐用性、可靠性、高頻應(yīng)用中的振鈴和故障處理。對于電網(wǎng)轉(zhuǎn)換、電動汽車或家用電器等大功率應(yīng)用，碳化硅 (SiC) MOSFET 與其硅 IGBT 同類產(chǎn)品相比具有許多優(yōu)勢，包括更快的開關(guān)速度、更高的電流密度和更低的導(dǎo)通電阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的問題清單，包括耐用性、可靠性、高頻應(yīng)用中的振鈴和故障處理。對于設(shè)計人員而言，成功應(yīng)用 SiC MOSFET 的關(guān)鍵是深入了解 SiC MOSFET 獨(dú)特的工作特性及其對設(shè)計的影響。本文將提供這種見解，以及實(shí)施建議和解決方案示例。對于設(shè)計人員而言，成功應(yīng)用 SiC MOSFET 的關(guān)鍵是深入了解 SiC MOSFET 獨(dú)特的工作特性及其對設(shè)計的影響。本文將提供這種見解，以及實(shí)施建議和解決方案示例。為什么選擇 SiC MOSFET為什么選擇 SiC MOSFET要了解 SiC MOSFET 的功能，將它們與 Si 同類產(chǎn)品進(jìn)行比較很有用。SiC 器件可以阻擋比硅多 10 倍的電壓，具有更高的電流密度，可以更快地在開和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換 10 倍，并且具有更低的導(dǎo)通電阻。例如，一個 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供與 Si MOSFET 相同的導(dǎo)通電阻，但芯片尺寸要小 35 倍（圖 1）。要了解 SiC MOSFET 的功能，將它們與 Si 同類產(chǎn)品進(jìn)行比較很有用。SiC 器件可以阻擋比硅多 10 倍的電壓，具有更高的電流密度，可以更快地在開和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換 10 倍，并且具有更低的導(dǎo)通電阻。例如，一個 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供與 Si MOSFET 相同的導(dǎo)通電阻，但芯片尺寸要小 35 倍（圖 1）。圖 1：與 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓能力。（圖片來源：圖 1：與 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓能力。（圖片來源：ROHM SemiconductorROHM Semiconductor））當(dāng)在高達(dá) 150°C 的溫度下工作時，標(biāo)準(zhǔn)硅 MOSFET 將表現(xiàn)出兩倍于典型 25°CR 當(dāng)在高達(dá) 150°C 的溫度下工作時，標(biāo)準(zhǔn)硅 MOSFET 將表現(xiàn)出兩倍于典型 25°CR DS(on)的性能。DS(on)的性能。正確封裝后，SiC MOSFET 的額定溫度可達(dá) 200°C 或更高。SiC MOSFET 的極高工作溫度還簡化了熱管理，從而減少了印刷電路板的外形尺寸并提高了系統(tǒng)可靠性。正確封裝后，SiC MOSFET 的額定溫度可達(dá) 200°C 或更高。SiC MOSFET 的極高工作溫度還簡化了熱管理，從而減少了印刷電路板的外形尺寸并提高了系統(tǒng)可靠性。設(shè)計挑戰(zhàn)設(shè)計挑戰(zhàn)然而，SiC MOSFET 技術(shù)可能是一把雙刃劍，帶來改進(jìn)和設(shè)計挑戰(zhàn)。在眾多挑戰(zhàn)中，工程師必須確保：